Structura permanganatului de potasiu (KMnO4), proprietăți

permanganat de potasiu (KMnO₄₎ este un compus anorganic format din mangan - grup de metale tranziționale 7 (VIIB) -, oxigen și potasiu. Este un solid de culoare violet închis. Soluțiile lor apoase sunt de asemenea purpuriu închis; aceste soluții devin mai puțin violete, deoarece sunt diluate în cantități mai mari de apă.

Comercial se obține în prezentări de tablete, cristale și praf. Este cunoscut sub numele de cristale Condy sau minerale de cămeleon. Termenul "chameleon" se referă la capacitatea mineralei: dacă se schimbă culoarea în contact cu sodă caustică și materie organică, se produce zahăr, de exemplu.

KMnO₄ apoi începe să se supună unor reduceri (cântări electroni) într-o succesiune de culori în următoarea ordine: violet> albastru> verde> galben> incolor (cu precipitat maro de MnO₂). Această reacție demonstrează o proprietate importantă a permanganatului de potasiu: este un agent oxidant foarte puternic.

index

• 1 Formula
• 2 Structura chimică
• 3 Utilizări
  • 3.1 Medicină și veterinară
  • 3.2 Tratarea apei
  • 3.3 Conservarea fructelor
  • 3.4 Acțiunea pe foc
  • 3.5 Titrant Redox
  • 3.6 Reactivi în sinteza organică
  • 3.7 Utilizări istorice
• 4 Cum se face?
• 5 Proprietăți
  • 5.1 Descompunere
  • 5.2 Puterea de oxidare
• 6 Referințe

formulă

Formula sa chimică este KMnO₄; care este, pentru fiecare K cation⁺ există un anion MnO₄^- interacționând cu acest lucru

Structura chimică

Structura cristalină a KMnO este reprezentată în imaginea superioară₄, care este ortorombic. Sferele purpurii corespund cu cationii K⁺, în timp ce tetraedrul format de cele patru sfere roșii și sfera albastră corespunde anionului MnO₄^-.

De ce anionul are o geometrie tetraedrică? Structura dvs. Lewis răspunde la această întrebare. Liniile punctate înseamnă că legăturile duble rezonează între Mn și O. Pentru a putea adopta această structură, centrul metalic trebuie să aibă o hibridizare sp³.

Deoarece manganul nu are perechi de electroni fără a fi împărțit, legăturile Mn-O nu sunt împinse în același plan. De asemenea, sarcina negativă este distribuită între cei patru atomi de oxigen, fiind responsabilă de orientarea cationilor K⁺ în cadrul aranjamentelor de cristal.

aplicații

Medicină și veterinară

Datorită acțiunii sale bactericide, ea este utilizată în numeroase boli și afecțiuni care produc leziuni ale pielii, cum ar fi infecții ale piciorului cu ciuperci, impetigo, răni superficiale, dermatită și ulcere tropicale.

Datorită acțiunii sale dăunătoare, permanganatul de potasiu trebuie utilizat în concentrații scăzute (1: 10000), ceea ce limitează eficacitatea acțiunii sale.

De asemenea, este utilizat în tratamentul bolilor parazitare ale peștilor din acvariile care produc infecții ale gîtului și ulcerului pielii.

Tratarea apei

Este un regenerant chimic folosit pentru a îndepărta apa, de fier, magneziu și hidrogen sulfurat (dintr-un miros neplăcut) și poate fi folosit pentru purificarea apei uzate.

Precipitatul de fier și magneziu sub formă de oxizi insolubili în apă. În plus, ajută la îndepărtarea ruginei prezente în țevi.

Conservarea fructelor

Permanganatul de potasiu îndepărtează prin oxidare etilenă generată în banană în timpul depozitării, permițându-i să rămână mai mult de 4 săptămâni fără maturare, chiar și la temperatura camerei.

În Africa o folosesc pentru a înmuia legumele, pentru a neutraliza și a elimina orice agent bacterian prezent.

Acționați pe foc

Permanganatul de potasiu este folosit pentru a limita răspândirea incendiilor. Bazat pe capacitatea permanganatului de a declanșa focul, acesta este folosit pentru a crea pauze de incendiu în cazul incendiilor forestiere.

Redox Titrant

În chimia analitică, soluțiile apoase standardizate sunt utilizate ca titrant oxidant în determinări redox.

Reactiv în sinteza organică

Servește la transformarea alchenelor în dioli; adică, două grupări OH sunt adăugate la dubla legătură C = C. Următoarea ecuație chimică:

De asemenea, în soluție de acid sulfuric cu acid cromic (H₂CrO₄) este utilizat pentru oxidarea alcoolilor primari (R-OH) la acizii carboxilici (R-COOH sau RCO)₂H).

Puterea sa de oxidare este suficient de puternică pentru a oxida grupele alchilice primare sau secundare ale compușilor aromatici "carboxilarea" acestora; adică prin transformarea lanțului lateral R (de exemplu, un CH₃) într-un grup COOH.

Utilizări istorice

A fost o parte din pulberea folosită ca un fulger în fotografie sau pentru a începe reacția termită.

A fost folosit în al doilea război mondial pentru a camufla caii albi în timpul zilei. Pentru aceasta au folosit dioxid de mangan (MnO₂), care este maro; în acest fel au trecut neobservate.

Cum se face?

Pirolusitul mineral conține dioxid de mangan (MnO)₂) și carbonat de potasiu (CaCO)₃).

În anul 1659 chimistul Johann R.Glauber a topit mineralul și l-a dizolvat în apă, observând apariția unei colorări verzi în soluție, care ulterior sa schimbat în violet și, în cele din urmă, în roșu. Această ultimă culoare corespunde generării de permanganat de potasiu.

La mijlocul secolului al XIX-lea, Henry Condy căuta un produs antiseptic și tratase inițial pirolusitul cu NaOH și apoi cu KOH, producând așa-numitele cristale Condy; adică, permanganatul de potasiu.

Permanganatul de potasiu este produs industrial din dioxidul de mangan prezent în pirolusitul mineral. MnO₂ prezent în minerale reacționează cu hidroxid de potasiu și este apoi încălzit în prezența oxigenului.

2 MnO₂ + 4 KOH + O₂ => 2 K₂MnO₄ + 2 H₂O

Manganat de potasiu (K₂MnO₄) este transformat în permanganat de potasiu prin oxidare electrolitică într-un mediu alcalin.

2 K₂MnO₄ + 2 H₂O => 2 KMnO₄ + 2 KOH + H₂

Într-o altă reacție pentru a produce permanganat de potasiu, manganatul de potasiu reacționează cu CO₂, accelerarea procesului de disproporție:

3 K₂MnO₄ + 2 CO₂ => 2 KMnO₄ + MnO₂ + K₂CO₃

Datorită generării de MnO₂ (dioxid de mangan) procesul este nefavorabil, KOH trebuie să fie generat de la K₂CO₃.

proprietăţi

Este un solid cristalin violet care se topește la 240 ° C, care are o densitate de 2,7 g / ml și o masă moleculară de aproximativ 158 g / mol.

Este puțin solubil în apă (6,4 g / 100 ml la 20 ° C), ceea ce indică faptul că moleculele de apă nu soluează foarte mult ionii MnO₄^-, pentru că probabil geometriile lor tetraedrice necesită multă apă pentru dizolvarea lor. În același mod, poate fi, de asemenea, dizolvat în alcool metilic, acetonă, acid acetic și piridină.

descompunere

Se descompune la 240 ° C, eliberând oxigenul:

2KMnO₄ => K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂

Poate fi supus descompunerii prin acțiunea alcoolului și a altor solvenți organici, precum și prin acțiunea acizilor puternici și a agenților reducători.

Puterea de oxidare

În această sare, manganul prezintă cea mai mare stare de oxidare (+7), sau ceea ce este aceeași, cu cantitatea maximă de electroni care poate fi pierdută într-un mod ionic. La rândul său, configurația electronică a manganului este de 3d⁵4s²; prin urmare, în permanganatul de potasiu, întreaga coajă de valență a atomului de mangan este "goală".

Deci, atomul de mangan are o tendință naturală de a câștiga electroni; adică să fie redus la alte stări de oxidare în mediu alcalin sau acid. Aceasta este explicația de ce KMnO₄ Este un agent puternic de oxidare.

referințe 

1. Wikipedia. (2018). Potasiu permanganat. Adus pe 13 aprilie 2018, de la: en.wikipedia.org
2. F. Albert Cotton și Geoffrey Wilkinson, FRS. (1980). Chimie anorganică avansată. Editorial Limusa, Mexic, ediția a 2-a, paginile 437-452.
3. Robin Wasserman. (14 august 2017). Utilizări medicale pentru permanganat de potasiu. Adus pe 13 aprilie 2018 de la: livestrong.com
4. Clark D. (30 septembrie 2014). Cele 3 utilizări finale ale permanganatului de potasiu. Descărcat pe 13 aprilie 2018 de la: technology.org
5. James H. Pohl, Ali Ansary, Irey R. K. (1988). Termodinamică modulară, voi. 5, Evaluarea schimbărilor în proprietăți. Ediciones Ciencia y Técnica, S.A. Mexic, editorial Limusa, pag. 273-280.
6. J. M. Medialdea, C. Arnáiz și E. Díaz. Potasiu permanganat: un oxidant puternic și versatil. Departamentul de Inginerie Chimică și de Mediu. Universitatea din Sevilla.
7. Hasan Zulic. (27 octombrie 2009). Tratarea apelor uzate biologice. [Figura]. Adus pe 13 aprilie 2018, de la: en.wikipedia.org
8. Adam Rędzikowski. (12 martie 2015). Permanganatul de potasiu simplu. [Figura]. Adus la 13 aprilie 2018 de la: commons.wikimedia.org